JPH09200769A - 動き補償フレーム間符号化方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シーンチェンジ等の前後フレームとのフレー
ム相関が低い場合に、予測子ブロック歪みが目立たない
ようにする。 【解決手段】 動きベクトル検出部９から得られる予測
誤差パワーを、シーンチェンジ検出手段１に入力し、該
当フレームがシーンチェンジのフレームであるかを判別
する。シーンチェンジであると判定された場合は、該当
フレームに対して以降のマクロブロックの符号化の際、
量子化手段から出力されたデータに関して高域成分を抑
圧するデータ補正を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動き補償フレーム
間符号化方式に関し、特に動画像のシーンチェンジ発生
時において量子化マトリクスの変更で画質向上をはかる
符号化方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像信号のデータ圧縮手段として、フレ
ーム間符号化方式が比較的多く採用されている。このフ
レーム間圧縮符号化方式は種々提案されているが、画像
信号のフレーム差分を符号化すること、この差分信号に
対してさらに画像の持つ２次元空間内の相関を効率良く
利用する直交変換を用いた変換符号化が良く用いられ、
特に直交変換としてＤＣＴをベースとした符号化方式が
蓄積メディア用動画像符号化標準であるＩＳＯ／ＩＥＣ
１１１７２−２（以下、通称ＭＰＥＧ１）などの国際
標準の符号化方式で採用されている。

【０００３】ＭＰＥＧ１規格に準拠した圧縮符号化を行
う場合、圧縮符号化の単位を分割階層化して行う。すな
わち、入力信号を輝度信号と色信号に分離し、個々のフ
レームに対してフレーム内符号化フレーム（Ｉフレー
ム）または順方向予測符号化フレーム（Ｐフレーム）ま
たは両方向予測符号化フレーム（Ｂフレーム）の予測方
式に分類する。さらにフレームを格子状のマクロブロッ
クという単位に分割し、このマクロブロック単位で動き
補償と量子化ステップを決定し、ＤＣＴ処理と量子化処
理と可変長符号化処理は、輝度信号をさらに４分割した
ブロック単位で、輝度信号のブロックＹ０、Ｙ１、Ｙ
２、Ｙ３、色信号のブロックＣｂ、Ｃｒの順で符号化処
理を行う。

【０００４】従来のＤＣＴをベースとした符号化方式に
よる画像の符号化について、ＭＰＥＧ１を例にとり説明
する。図８は従来の画像符号化装置の一例のブロック図
である。この従来の画像符号化装置は、入力された画像
データを２次元のマクロブロックに分割し、動きベクト
ル検出部８７で１ないし２枚の参照フレームとの間でマ
クロブロック毎の動きベクトルを検出する。マクロブロ
ックの動きベクトル情報をもとに、動き補償フレーム間
差分データを求め、この差分データを８×８のブロック
に分割したのち、ＤＣＴ部８１において直交変換を行
い、変換後のデータを量子化部８２で標本化を行い、可
変長符号化部８３で圧縮符号化データの作成を行う。前
記可変長符号化部８３から出力された符号化データの符
号量に基づいて、符号量制御部８８では、目標とする圧
縮データの発生符号量にあうように量子化係数の調節を
行う。

【０００５】フレーム間符号化方式においては、フレー
ム間予測を行うため、後続するフレームに関するフレー
ム間符号化のための参照フレームデータを作成する必要
がある。符号化対象フレームがＩフレームまたはＰフレ
ームの場合は、逆量子化部８４、逆ＤＣＴ部８５で伸長
処理し、フレームメモリ８６に画像データを保存する。
前記フレームバッファ８６の画像データは、後続するフ
レームのフレーム間符号化のための参照フレームデータ
となる。

【０００６】このようなフレーム間符号化方式において
は、対象フレームがフレーム間符号化フレームの場合、
画像信号のフレーム間の差分を求め、この差分値をハフ
マン符号等の可変長符号に変換する。動画像の特性上、
動き補償後のフレーム相関は高くなり、差分値は０また
はそれに近いものとなり、それらに短い可変長符号を割
り当てることにより、圧縮効率を高めている。従来例と
しては、分割したブロックの動き補償予測後のデータが
０になる場合は、非符号化ブロックとできるため、さら
に圧縮効率を高めることが可能になる。

【０００７】従来の非符号化ブロック作成による圧縮効
率向上の方式として、特開平２−２４１２８９号公報に
記載された画像符号化制御方式がある。以下、図９を参
照にして従来の画像符号化制御方式について説明する。
減算回路９１と量子化器９４と加算回路９９と１フレー
ム遅延回路９８とにより、フレーム間符号化手段を構成
している。有効無効ブロック判定回路９２は、フレーム
間差分信号をブロック単位で累算等を行って、そのブロ
ックが有効であるか無効であるかを判定し、無効ブロッ
クと判定した場合は、そのブロック内の差分信号を強制
的に０とするものであり、その場合に、輝度信号のブロ
ックについて無効と判定した時はそのブロックに対応す
る色信号のブロックについても強制的に無効として処理
し、判定に輝度信号のブロックについて有効と判定した
ときは、そのブロックに対応する色信号のブロックにつ
いても有効として処理するものである。従って輝度信号
と色信号が対になってフレーム間符号化信号として伝送
されることになり、輝度信号と色信号とのいずれか一方
のみが伝送されることはなくなる。

【０００８】特に、ＭＰＥＧ方式の圧縮符号化方式にお
いては、可変長符号データの生成を必要としないブロッ
ク（スキップマクロブロック）の定義が、ブロックより
上位のマクロブロック階層で定義されている。スキップ
マクロブロックは、動き補償フレーム間予測後の差分マ
クロブロックデータが０になった場合、参照フレームの
動き補償後のマクロブロックデータを貼り付ける（メモ
リコピーを行う）ブロックとなる。これにより、他のマ
クロブロックへの割り当て符号量を大きくできるため、
量子化係数を小さくすることによって量子化誤差のため
に発生するブロックノイズが抑制され、結果として画質
の向上につながる。

【０００９】また、圧縮符号化動画像の画質向上を目的
とし、量子化処理の後のデータに補正を加えることで適
切な符号量割り当てを行う方式としては、例えば本出願
人に係わる特願平７−１８４１７０号明細書があり、フ
レーム相関が高いマクロブロックに関して、図８に示す
一般的なＭＰＥＧにおける符号化ブロックに対して、図
１０で示すような量子化後のデータを補正することでス
キップマクロブロックを強制的に発生させて画質向上を
はかることが提案されている。この方式は、動きベクト
ル情報と、対象フレームのフレームタイプと量子化後の
データの成分値を条件として、量子化後のデータを補正
することで、強制的にスキップマクロブロックを発生さ
せることで、他のブロックへ、より多くの符号量を割り
当てることが出来る。これによって、マクロブロックの
量子化スケールを全体的に下げることができる。つまり
量子化誤差を減少することができブロック歪みに代表さ
れる画質劣化を抑制することが可能となる。スキップマ
クロブロックが発生すると、マクロブロックにおける可
変長符号化処理を省くことができ、圧縮速度の向上も可
能になる。

【００１０】スキップマクロブロックの発生は、ＭＰＥ
Ｇ１規格においては、Ｐフレーム及びＢフレームにおい
て認められている。

【００１１】ＰフレームにおけるＭＰＥＧ１規格のスキ
ップマクロブロックの条件は以下のように定義されてい
る。

【００１２】第一に、８×８の量子化後のブロック内デ
ータのすべての要素が０であること、第二に、対象マク
ロブロックの動きベクトルの値がｘ方向とｙ方向ともに
０であること、第三にマクロブロックの符号化タイプが
フレーム間符号化ブロックに判定されていることであ
る。

【００１３】特願平７−１８４１７０では、Ｐフレーム
において強制的にデータ補正を行う条件は次の１）〜
４）ようにしている。すなわち図１１に示すフローチャ
ートに従った処理を行う。

【００１４】１）８×８の量子化後のブロック内データ
をαしたとき、（αは０以上の整数）であること。

【００１５】２）（βは０以上の整数）であること。

【００１６】３）符号化対象マクロブロックの動きベク
トルのｘ成分及びｙ成分が、共に０である。

【００１７】４）マクロブロックの符号化タイプがフレ
ーム間符号化ブロックに判定されていること。

【００１８】次に、ＢフレームにおけるＭＰＥＧ１規格
のスキップマクロブロックの条件は以下のように定義さ
れている。

【００１９】第一に、８×８の量子化後のブロック内デ
ータのすべての要素が０であること、第二に、対象マク
ロブロックの動きベクトルの値がｘ方向とｙ方向ともに
最も最近に符号化を行ったマクロブロックの動きベクト
ルに一致すること、第三にマクロブロックの符号化タイ
プがフレーム間符号化にブロックでかつ、最も最近に符
号化を行ったマクロブロックの符号化タイプと同一に判
定されていることである。

【００２０】特願平７−１８４１７０号明細書では、Ｂ
フレームにおいて、強制的にデータ補正を行う条件は次
の１）〜４）のようにする。すなわち図１２に示すフロ
ーチャートに従った処理を行う。

【００２１】１）８×８の量子化後のブロック内データ
をαとしたとき、（αは０以上の整数）であること。

【００２２】２）（βは０以上の整数）であること。

【００２３】３）最も最近に符号化したマクロブロック
の動きベクトル成分と符号化対象マクロブロックの動き
ベクトルのｘ成分及びｙ成分の差の絶対値が０以上の整
数γ以下である。

【００２４】４）マクロブロックの符号化タイプが最も
最近に可変長符号化されたマクロブロックと同一の予測
方式を用いることと判定されていること。

【００２５】以上の方式で、動き補償フレーム間符号化
において、差分ブロック情報を符号化するよりも、スキ
ップマクロブロックとして参照フレームデータをそのま
ま利用する方が画質が向上すると考えられるブロックに
ついては、動きベクトル情報及び量子化後のブロックデ
ータをもとに、ブロックデータのデータ補正によって強
制的にスキップマクロブロックを発生させることで、該
ブロックの発生符号量を０にし、他ブロックに割り当て
符号量を増加させることで、画質の向上をはかる方式が
説明されている。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
例で述べた方式を用いたとしても、動画像においてシー
ンチェンジが発生する場合は、フレーム相関が極端に低
くなるために、強制的にスキップマクロブロックを発生
させること自体ができなくなる。こういった場合は、画
面全体にわたって量子化スケールが大きくなり、ブロッ
クノイズ等の発生による極端な画質劣化が引き起こされ
るという問題を解決することができない。

【００２７】また、一度符号化を行う等をすることで、
予めシーンチェンジが発生するフレーム、つまり極端に
発生符号量が高くなるフレームがわかっている場合は、
該当フレームに対する量子化等のパラメータを予め設定
することも可能であるが、この場合、二度の符号化作業
が必要になるため、特にソフトウエアなどで動画像圧縮
を行うことを考えた場合、圧縮処理に要する時間が著し
く増大する。ハードウエアでのリアルタイム圧縮も、一
旦画像シーンの全体を、ビデオテープやハードディスク
などの蓄積媒体に保存する手段を持たない限り不可能に
なる。

【００２８】本発明は、スキップマクロブロックを強制
的に発生させると画質劣化が激しい場合に対して、一回
の圧縮符号化処理で、シーンの変わり目及び発生符号量
が極端に発生することが予想されるフレームを符号化処
理中に検出し、量子化後のデータにおける高周波成分に
関する帯域圧縮を行うことで、前記したような問題を解
決し、圧縮符号化画像の画質を向上させることを課題と
する。

【００２９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の動き補償フレーム間符号化方式は、入力画
像信号を所定のサンプル数毎にブロック分割し、該ブロ
ックごとに一括して符号化処理を行うフレーム間符号化
処理方式において、動き補償フレーム間予測を行うため
に、一枚もしくは二枚の画像を参照フレームとして蓄積
するフレームメモリと、前記フレームメモリと前記該ブ
ロックの間で、該ブロックと参照フレームとの差分が最
も小さくなるような参照フレーム内ブロックの検出を行
う動きベクトル検出手段と、分割した各ブロック毎にお
いて、動き補償予測を行ったフレーム間差分信号を離散
コサイン変換する変換手段と、前記離散コサイン変換で
得られた出力に対して量子化を行う量子化器と、前記量
子化後のデータを符号化する可変長符号化器と、前記動
きベクトル検出手段から出力される動き補償フレーム間
予測ブロックの予測誤差の電力成分をもとに、該フレー
ムがシーンの切り替わりになっているかを判定すること
を特徴とするシーンチェンジ検出手段と、前記シーンチ
ェンジ検出手段から得られるシーンチェンジが発生の有
無またはシーンチェンジの発生している領域の大きさを
格納した第１のレジスタと、該ブロックに対する帯域制
限を施すために、複数の種類の低域通過特性を格納した
第２のレジスタと、前記可変長符号化前の前記量子化器
の出力に対して、量子化後のブロックデータの値と、前
記第１のレジスタから得られる符号化対象フレームのシ
ーンチェンジの発生の有無によって、前記第２のレジス
タに格納された値を用いて量子化後の該ブロックデータ
を補正することを特徴とするデータ補正手段とを持つよ
うにしたものである。

【００３０】また、本発明の動き補償フレーム間符号化
方式は、入力画像信号を所定のサンプル数毎にブロック
分割し、該ブロックごとに一括して符号化処理を行うフ
レーム間符号化処理方式において、動き補償フレーム間
予測を行うために、一枚もしくは二枚の画像を参照フレ
ームとして蓄積するフレームメモリと、前記フレームメ
モリと前記該ブロックの間で、該ブロックと参照フレー
ムとの差分が最も小さくなるような参照フレーム内ブロ
ックの検出を行う動きベクトル検出手段と、分割した各
ブロック毎において、動き補償予測を行ったフレーム間
差分信号を離散コサイン変換する変換手段と、前記離散
コサイン変換で得られた出力に対して量子化を行う量子
化器と、前記量子化後のデータを符号化する可変長符号
化器と、符号化対象ブロックと前記フレームメモリから
出力される動き補償フレーム間予測ブロックとの間で動
き補償フレーム間差分ブロックを求め、前記動き補償フ
レーム間差分ブロックが持つ予測誤差の電力成分をもと
にして、該フレームがシーンの切り替わりになっている
かを判定することを特徴とするシーンチェンジ検出手段
と、該ブロックに対する帯域制限を施すために、複数の
種類の低域通過特性を格納したレジスタと、前記可変長
符号化前の前記量子化器の出力に対して、量子化後のブ
ロックデータの値と、前記シーンチェンジ検出手段から
得られる符号化対象フレームのシーンチェンジの発生の
有無によって、前記レジスタに格納された値を用いて量
子化後の該ブロックデータを補正することを特徴とする
データ補正手段とを持つようにしたものである。

【００３１】本発明の動き補償フレーム間符号化方式で
は、画像シーンにおいてシーンチェンジ等が発生するフ
レームと判断された場合に、量子化後のデータに関して
低域通過フィルタ（ＬＰＦ）の効果を持ったデータ補
正、すなわち画像を若干ぼやかす処理を敢えて行うこと
によって、視覚的に非常に目障りとなるブロックノイズ
を低減させる。

【００３２】上記した、フレーム相関の低いフレームか
否かの判断を行う手段は、動き予測後のフレーム差分の
パワーが大きいマクロブロックが、閾値Ａを越える数だ
け連続して発生するとき、シーンチェンジが発生してい
ると判定し、このとき、量子後のブロックに対して、帯
域制限を行う。方法としては、（１）量子化係数の高周
波成分を０にする。（２）各成分ａｉｊが０≦αｉｊ≦
１の係数マトリクスαを掛ける。ただし、この係数マト
リクスαは低域成分に係る係数値においてはより１に近
く、高域成分に係る係数値になる程、より値が０に近づ
く特徴を持つこととする。

【００３３】以上で述べたような方式を用いた場合、従
来からの圧縮器で生成されるデータを利用してシーンチ
ェンジの起こっているフレームの判定をするため、ハー
ドウエアおよびソフトウエア規模が殆ど増加しない。ま
た、一回の符号化処理で、シーンチェンジを検出するた
め、画像符号化速度の低下を最小限におさえることがで
きる。

【００３４】

【発明の実施の形態】 （構成の説明）次に、本発明の実施例について図面を参
照して詳細に説明する。図１は本発明の動き補償フレー
ム間符号化方式の第１の実施形態の構成図である。

【００３５】図１を参照すると本発明の第１の実施形態
は、動きベクトル検出器９の検出結果からシーンの切り
替わりを判定するシーンチェンジ検出部１、該フレーム
に関するシーンチェンジに関する情報を格納するレジス
タ１１、予測誤差が供給され画素の強度の水平垂直座標
軸成分を水平垂直周波数軸成分に直交変換するＤＣＴ部
２、ＤＣＴ部からの出力を量子化する量子化部３、量子
化されたデータをシーンチェンジ情報を基に補正するデ
ータ補正手段４、補正されたデータにハフマン符号化を
施す可変長符号化部５、符号化対象フレームがＩまたは
Ｐフレームの際に、動き予測のための参照フレームデー
タを作成するための逆量子化部６及び逆ＤＣＴ部７、予
測を行うための参照フレームデータを格納するフレーム
メモリ８、ブロックマッチング法によりマクロブロック
毎の動きベクトルを検出しフレームメモリ８、可変長符
号化部５に供給するとともに検出したブロックに関する
予測誤差のパワーをシーンチェンジ手段に出力する動き
ベクトル検出部９、発生符号量を目標符号量にあうよう
に調整するための量子化スケールの制御を行う符号量制
御部１０、前記レジスタ１１に格納した判定内容に基づ
いてデータ補正手段４が要求する適当なパラメータを、
係数マトリクスとしてデータ格納している係数マトリク
ス部１２から構成される。

【００３６】（動作の説明）図１において、圧縮対象フ
レームがＩフレームの場合、フレームメモリ８からは一
定値０が出力されブロックに分割された入力輝度情報、
色情報がそのままＤＣＴ部２へ入力され、直交変換が施
される。ＤＣＴ部の出力を量子化部に送り、量子化スケ
ールで除算を行う。フレーム内符号化フレームにおいて
はデータ補正は行わずに可変長符号化処理部５によって
ハフマン符号化したデータを出力する。ハフマン符号化
されたデータは符号量制御部１０にも入力される。符号
量制御部１０は、符号器の平均出力符号量を目標符号量
に一致させるために、目標符号量に比べ符号量が大きめ
に符号発生している場合には、量子化スケールを大きめ
に制御し、目標符号量よりも発生符号量が小さい場合
は、量子化スケールを小さくする制御を行う。

【００３７】さらに、逆量子化部６で量子化後のデータ
に当該マクロブロックの量子化スケールを乗算したのち
逆ＤＣＴ演算を施し、このデータを後続する画像のフレ
ーム間符号化用の参照フレームデータとするためにフレ
ームメモリ８に書き込む。

【００３８】次に圧縮対象フレームがＰフレームの場合
は、まずフレームメモリ８に書き込まれたフレームデー
タを参照フレームとして、マクロブロックの動き量を動
きベクトル検出部９で抽出し、検出した動き量をもとに
フレームメモリ８から参照すべき予測ブロックデータを
出力させる。ＤＣＴ部２へは、この予測値と符号化対象
マクロブロックの差分を入力し、直交変換処理を行い、
量子化処理を行う。この量子化後のデータを基にデータ
補正部４で、該フレームにおいてシーンの切り替わりが
発生していると判定された場合には、係数マトリクス１
２をもとにデータ補正４で量子化後の出力に対して帯域
制限や、量子化後の出力に対してブロックデータの高周
波成分の値を強制的に０にするといったん打ち切り処理
を施す。

【００３９】該フレームにおいてシーンの切り替わりが
発生しているか否かの判定は、シーンチェンジ検出手段
１で行う。シーンチェンジ検出手段１は、第１の実施形
態においては、図１で示すように動きベクトル検出手段
９からシーンチェンジが発生しているかを判定するため
のデータを取得する。判定の為には、動きベクトル検出
の際にブロックマッチングのときに演算される符号化対
象マクロブロックと参照フレームの予測ブロックの間の
誤差電力、例えば双方のブロックの各画素の差分の２乗
の総和、または、差分の絶対値の総和を用いる。

【００４０】シーンチェンジ検出手段１は図３に示すフ
ローチャートに従って、該フレームにおいてシーンチェ
ンジが発生しているかどうか、どの程度の大きさの領域
で発生しているかを判定する。図３を用いて、シーンチ
ェンジ検出手段の動作を説明する。

【００４１】まず、各フレームの処理の最初に、シーン
チェンジの判定フラグ、発生箇所数、予測誤差の大きな
ブロックの個数（カウンタ１）の値を初期化する（ステ
ップ３１）。次に動きベクトル検出部９でベクトル検出
の時に用いた予測誤差成分から、２乗誤差演算などによ
り予測誤差パワーＰを求める（ステップ３２）。前記パ
ワーＰが、予め設定した閾値Ｐｔｈよりも大きい場合に
は、予測誤差の大きなブロックの個数（カウンタ１）に
１を加える（ステップ３３、ステップ３４）。ステップ
３２からステップ３４を繰り返し、もしカウンタ１の値
が設定値Ａを越えた場合、このフレームでシーンチェン
ジが発生していると判定し（ステップ３５）、シーンチ
ェンジ発生フラグをオンにし、シーンチェンジ発生箇所
数（カウンタ２）に１を加える（ステップ３６）。この
とき、設定値Ａとしては例えば画像の１ラインに含まれ
るマクロブロック数を選ぶ。次にカウンタ１をクリアし
（ステップ３７）、該フレームの最終マクロブロックま
でステップ３２からステップ３７を繰り返す（ステップ
３８）。以上によって、シーンチェンジが起こっている
かの判定結果がシーンチェンジ発生フラグに、シーンチ
ェンジと判断された領域の個数がカウンタ２に格納され
る。

【００４２】通常、動き補償フレーム間符号化方式にお
いては該フレームがＰフレームまたはＢフレームの場
合、図７に示すように動きベクトルの検出処理は、各マ
クロブロックの符号化処理を行う以前に終了する。従っ
て、動きベクトル検出時の予測誤差成分を用いてシーン
チェンジを判定する図１のような構成の場合、各フレー
ムに関するシーンチェンジに関する情報はレジスタ１１
に格納しておく。

【００４３】レジスタ１１に格納されたシーンチェンジ
に関する情報に基づき、データ補正部４で量子化後のデ
ータに帯域制限処理を施す。

【００４４】量子化後のデータは、例えば次のような補
正を行う。

【００４５】（１）６４点のブロック内データを図６に
示す矢印の順にデータを周波数成分の低い方がデータの
先頭に近くなるような、ジグザグスキャンの順に並べか
え、ｋ番目以降のデータをすべて０にする。

【００４６】（２）６４点のブロック内データの個々に
図５の例で示すような係数マトリクスを乗算する。

【００４７】（２）の処理を施す際には、前記カウンタ
２の値が大きい、すなわち画像のフレーム相関が非常に
低い場合は、帯域通過特性をより狭帯域とし、カウンタ
２の値が小さい場合、つまり該フレームの一部分のみで
フレーム相関が低い場合は、帯域通過特性を若干広めに
する等の係数マトリクスの切り替えを行う。

【００４８】上記の方法によってデータ補正されたあと
の量子化後係数に対して、可変長符号化５を行い符号化
出力をする。

【００４９】上記したデータ補正の作用は、一種のＬＰ
Ｆ（ローパスフィルタ）にあたるが、この処理を施すこ
とで個々のマクロブロックの量子化後のデータの有効係
数の個数が少なくなるため、シーンチェンジにおいて
も、量子化スケールが急激に大きくなることを抑制でき
る。従って、特に低周波数成分における量子化誤差が小
さくなり、歪み劣化を目立たなくすることができる。 （他の実施形態）次に本発明の第２の実施形態につい
て、図２を参照して説明する。

【００５０】第１の実施形態と異なる点は、第１の実施
形態のようにシーンチェンジの発生検出を動きベクトル
検出時に行うのではなく、動き予測後の電力成分すなわ
ちＤＣＴ部２の入力の電力成分を用いて行うところにあ
る。この場合は実際の動き予測後のブロックデータを用
いて演算を行うため、シーンチェンジの判断の精度の向
上が見込める。

【００５１】第２の実施形態の場合、当該フレームのＤ
ＣＴ部に動き予測誤差が入力する段階ではシーンチェン
ジの発生は不定である。従って判定手順は、図４のよう
になる。このため、ある程度の個数のマクロブロックの
処理が終了した時点で始めてシーンチェンジのフラグが
オンになる。

【００５２】図４のフローチャートを用いて、シーンチ
ェンジの判定手順を説明する。まず、各フレームの処理
の最初に、シーンチェンジの判定フラグ、発生箇所数、
予測誤差の大きなフロックの個数（カウンタ１）の値を
初期化する（ステップ４１）。

【００５３】次に動きベクトル検出９から出力される予
測ブロックと符号化対象フレームの該ブロックの間の差
分を求め、この値をＤＣＴ部２に入力すると同時にシー
ンチェンジ検出手段１にも入力を行い、この予測誤差ブ
ロックのパワーを２乗の総和を求めることで算出する
（ステップ４２）。このパワーＰが、予め設定した閾値
Ｐｔｈよりも大きい場合には、予測誤差の大きなブロッ
クの個数（カウンタ１）に１を加える（ステップ４３、
ステップ４４）。ステップ４２からステップ４４を繰り
返し、もしカウンタの値が設定値Ａを越えた場合、この
フレームでシーンチェンジが発生していると判定し（ス
テップ４５）、シーンチェンジ発生フラグをオンにして
該フレームに関するシーンチェンジの判定処理を終了す
る。このとき、Ａとしては例えば画像の１ラインに含ま
れるマクロブロック数を選ぶ。

【００５４】シーンチェンジの発生フラグがオンになっ
た場合は直ちにデータ補正手段４へ該フレームにおいて
シーンチェンジが発生しているという情報を送り、該フ
レームにおける以降すべてのマクロブロックにおいて、
係数マトリクス１２に格納された情報をもとにデータの
補正を行う。カウントの値がＡを越えない間は、ステッ
プ４２からステップ４５の処理を最終マクロブロックま
で繰り返す（ステップ４６）。以上によって、シーンチ
ェンジが起こっているかの判定結果がシーンチェンジ発
生フラグに格納される。上記のシーンチェンジに関する
情報をジレスタ１１に格納する。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の動き補償
フレーム間符号化方式では、符号化対象動画像において
シーンの切り替わりが発生した場合において、従来の符
号化器の符号化処理過程で演算されるデータを利用し
て、シーンチェンジの検出をするため、従来の符号化処
理から演算量を殆ど増やすことがない。また、シーンチ
ェンジ判定がなされたときに、該ブロックに帯域制限を
行うことで、通常の符号化ではブロック歪み等の極端な
画質劣化をひき起こすフレームにおいても、ブロックノ
イズを削減できるため視覚的画質の劣化を目立たせなく
する効果を持つ。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で使用する第１の動き補償フレーム間符
号化方式を説明するブロック図である。

【図２】本発明で使用する第２の動き補償フレーム間符
号化方式を説明するブロック図である。

【図３】本発明のシーンチェンジ検出手段の一実施例の
動作を示すフローチャートである。

【図４】本発明のシーンチェンジ検出手段の一実施例の
動作を示すフローチャートである。

【図５】本発明の低域通過特性を持つ係数マトリクスの
一実施例の特性図である。

【図６】本発明の帯域制限特性を説明するためのジグザ
グスキャンの説明図である。

【図７】従来の動き補償フレーム間符号化処理のフロー
チャートである。

【図８】従来の動き補償フレーム間符号化処理のブロッ
ク図である。

【図９】従来の動き補償フレーム間符号化処理のブロッ
ク図である。

【図１０】従来の動き補償フレーム間符号化処理のブロ
ック図である。

【図１１】従来の量子化後のデータ補正方式のフローチ
ャートである。

【図１２】従来の量子化後のデータ補正方式のフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１ シーンチェンジ検出部 ２ ＤＣＴ部 ３ 量子化部 ４ データ補正部 ５ 可変長符号化部 ６ 逆量子化部 ７ 逆ＤＣＴ部 ８ フレームメモリ ９ 動きベクトル検出部 １０ 符号量制御部 １１ レジスタ １２ 係数マトリクス部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力画像信号を所定のサンプル数毎にブ
   ロック分割し、該ブロックごとに一括して符号化処理を
   行うフレーム間符号化処理方式において、 動き補償フレーム間予測を行うために、一枚もしくは二
   枚の画像を参照フレームとして蓄積するフレームメモリ
   と、 前記フレームメモリと前記該ブロックの間で、該ブロッ
   クと参照フレームとの差分が最も小さくなるような参照
   フレーム内ブロックの検出を行う動きベクトル検出手段
   と、 分割した各ブロック毎において、動き補償予測を行った
   フレーム間差分信号を離散コサイン変換する変換手段
   と、 前記離散コサイン変換で得られた出力に対して量子化を
   行う量子化器と、 前記量子化後のデータを符号化する可変長符号化器と、 前記動きベクトル検出手段から出力される動き補償フレ
   ーム間予測ブロックの予測誤差の電力成分をもとに、該
   フレームがシーンの切り替わりになっているかを判定す
   ることを特徴とするシーンチェンジ検出手段と、 前記シーンチェンジ検出手段から得られるシーンチェン
   ジが発生の有無またはシーンチェンジの発生している領
   域の大きさを格納した第１のレジスタと、 該ブロックに対する帯域制限を施すために、複数の種類
   の低域通過特性を格納した第２のレジスタと、 前記可変長符号化前の前記量子化器の出力に対して、量
   子化後のブロックデータの値と、前記第１のレジスタか
   ら得られる符号化対象フレームのシーンチェンジの発生
   の有無によって、前記第２のレジスタに格納された値を
   用いて量子化後の該ブロックデータを補正することを特
   徴とするデータ補正手段と、を持つことを特徴とする動
   画像の動き補償フレーム間符号化方式。
2. 【請求項２】 入力画像信号を所定のサンプル数毎にブ
   ロック分割し、該ブロックごとに一括して符号化処理を
   行うフレーム間符号化処理方式において、 動き補償フレーム間予測を行うために、一枚もしくは二
   枚の画像を参照フレームとして蓄積するフレームメモリ
   と、 前記フレームメモリと前記該ブロックの間で、該ブロッ
   クと参照フレームとの差分が最も小さくなるような参照
   フレーム内ブロックの検出を行う動きベクトル検出手段
   と、 分割した各ブロック毎において、動き補償予測を行った
   フレーム間差分信号を離散コサイン変換する変換手段
   と、 前記離散コサイン変換で得られた出力に対して量子化を
   行う量子化器と、 前記量子化後のデータを符号化する可変長符号化器と、 符号化対象ブロックと、前記フレームメモリから出力さ
   れる動き補償フレーム間予測ブロックとの間で動き補償
   フレーム間差分ブロックを求め、前記動き補償フレーム
   間差分ブロックが持つ予測誤差の電力成分をもとにし
   て、該フレームがシーンの切り替わりになっているかを
   判定することを特徴とするシーンチェンジ検出手段と、 該ブロックに対する帯域制限を施すために、複数の種類
   の低域通過特性を格納したレジスタと、 前記可変長符号化前の前記量子化器の出力に対して、量
   子化後のブロックデータの値と、前記シーンチェンジ検
   出手段から得られる符号化対象フレームのシーンチェン
   ジの発生の有無によって、前記レジスタに格納された値
   を用いて量子化後の該ブロックデータを補正することを
   特徴とするデータ補正手段と、を持つことを特徴とする
   動画像の動き補償フレーム間符号化方式。